本发明专利技术涉及一体化的静脉血管寻找投影装置及系统，该装置包括分色棱镜、可见光光源和照明镜组，所述分色棱镜的第一侧设置成像镜头，所述分色棱镜的第二侧由近至远依次设置光学补偿棱镜和红外成像器件，所述分色棱镜的第三侧由近至远依次设置分光棱镜和投影显示器件，所述可见光光源和照明镜组设置在所述分光棱镜的一侧，所述红外成像器件与所述投影显示器件连接；可见光光源发出的光投射到所述投影显示器件上，所述红外成像器件获取静脉血管的红外图像信息，驱动所述投影显示器件对投射到其的可见光进行调制，进而将静脉血管的图像成像至皮肤表面该静脉血管位置处。该系统由红外光源和上述投影装置组成。本装置定位准确、实时，结构简单。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及静脉血管穿刺用辅助定位装置，更具体地说，是一种一体化的静脉血管寻找投影装置，并涉及采用这种装置的静脉血管寻找投影系统，用于帮助医护人员找到血管进行静脉穿刺。
技术介绍
在临床治疗中，静脉穿刺是一种常见的给药方式和检验手段。但是，由于诸多原因，如病人血管细小难找；一些外伤病人失血较多，血压偏低造成血管不充盈；或是医护人员精神紧张、缺乏经验等，重复性的静脉穿刺比较常见。这不仅会增大患者痛苦，还会造成医患关系的紧张。因此，市场上急需一种可以实时获取静脉血管影像，并对血管位置进行准确显示定位的医疗辅助仪器。 现有静脉血管位置寻找基于单摄像机多位置跟踪或多摄像机多角度跟踪的原理实现，如图8所示。由于红外摄像机81与静脉图像投影机82的光轴并不重合，因此红外摄像机81获取的静脉血管图像与静脉图像投影机82处的静脉图像存在偏差，不能直接用于静脉投影定位。为保证静脉投影定位的准确性，由一台摄像机进行不同位置的拍摄或者由多台摄像机同时从不同位置拍摄静脉图像，并通过计算机对这些图像进行分析和解算，产生一幅静脉图像投影机82所处位置的静脉图像。现有的这种静脉血管寻找投影装置结构复杂，需要进行大量图像处理运算，同时也无法保证产生的静脉投影图像与真实图像的完全一致性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的结构复杂、运算量大、定位不准确等缺陷，提供一种一体化的静脉血管寻找投影装置。本专利技术一体化的静脉血管寻找投影装置，包括分色棱镜、可见光光源和照明镜组，所述分色棱镜的第一侧设置成像镜头，所述分色棱镜的第二侧由近至远依次设置光学补偿棱镜和红外成像器件，所述分色棱镜的第三侧由近至远依次设置分光棱镜和投影显示器件，所述可见光光源和照明镜组设置在所述分光棱镜的一侧，所述红外成像器件与所述投影显示器件连接；可见光光源发出的光依次经所述照明镜组汇聚准直、所述分光棱镜反射后投射到所述投影显示器件上，所述红外成像器件通过所述光学补偿棱镜、分色棱镜和成像镜头获取静脉血管的红外图像信息，生成图像信号，驱动所述投影显示器件对投射到其的可见光进行调制，调制后的光束依次经过所述分光棱镜、分色棱镜和成像镜头，将静脉血管的图像成像至皮肤表面该静脉血管位置处。优选地，所述分光棱镜为PBS棱镜，所述投影显示器件为LCOS面板，所述照明镜组包括复数片光学透镜和一片光学偏振片。优选地，所述分光棱镜为TIR棱镜，所述投影显示器件为DMD面板，所述照明镜组由复数片光学透镜组成。优选地，所述红外成像器件表面配有滤色片，所述滤色片只允许近红外波段的红外线通过。优选地，所述可见光光源为单色LED光源、或用白光光源加滤色镜组成的光源。本专利技术还提供一种静脉血管寻找投影系统，它由红外光源和上述任意一项所述的一体化的静脉血管寻找投影装置组成。优选地，所述红外光源的工作波段为80(T850nm或90(T950nm。本专利技术的有益效果是1.定位准确。本专利技术静脉血管寻找投影装置中，红外成像光路与静脉投影光路共用一个成像镜头，二光路通过分色棱镜分离。在红外成像光路中，实际静脉位置处为物面，红外成像器件表面为像面；在静脉投影光路中，投影显示器件表面为物面，实际静脉位置处为像面。实际系统工作中，红外成像器件获取的静脉图像信号直接驱动投影显示器件，调制入射的可见光生成静脉图像，二者具有一致性，从而保证了实际静脉位置处静脉投影图像与实际静脉图像的一致性，静脉位置的指示定位非常准确。 2.定位实时。本专利技术静脉血管寻找投影装置生成投影图像时不需要复杂的图像处理运算，有很高的图像帧频，静脉位置的指示定位具有实时性。3.结构简单。本专利技术静脉血管寻找投影装置将红外成像光路与静脉投影光路集成在一起，较现有方案简化了整个静脉寻找投影设备的构造，有利于体积的小型化。4.指示效果好。本专利技术静脉血管寻找投影装置中，静脉图像投影采用反射式投影技术，投射的静脉图像对比度高，容易辨识。附图说明图1为实施例1静脉血管寻找投影装置的光路结构示意 图2为其分色棱镜的原理 图3为其PBS棱镜的原理 图4为PBS棱镜和LCOS面板组合的光路 图5为实施例2静脉血管寻找投影装置的光路结构示意 图6为TIR棱镜和DMD面板组合的光路 图7为静脉血管寻找投影系统的应用示意 图8为现有静脉血管位置寻找系统的原理图。具体实施例方式下面结合具体实施方式并参照附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例1 : 图1示出了实施例1静脉血管寻找投影装置的光路结构，本装置实现了静脉红外成像和静脉投影定位光学系统的一体化，实现了小型化，同时能够对静脉位置准确定位。如图1所示，本一体化的静脉血管寻找投影装置包括成像镜头1、分色棱镜2、分光棱镜3、投影显示器件4、光学补偿棱镜5、红外成像器件6、照明镜组7和可见光光源8。成像镜头I设置在分色棱镜2的右侧(第一侧)，分光棱镜3和投影显示器件4由近至远依次设置在分色棱镜2的前侧(第三侧)，光学补偿棱镜5和红外成像器件6由近至远依次设置在分色棱镜2的左侧(第二侧)，可见光光源8和照明镜组7设置在分光棱镜3的左侧。成像镜头I由复数片光学透镜构成，它一方面将红外静脉血管图像成像至红外成像器件6表面，另一方面将投影显示器件4表面生成的静脉图像成像至静脉血管位置处。成像镜头I用于红外波段和可见光波段的成像，因此成像镜头I针对红外光源工作波段和可见光光源工作波段的成像效果进行特定优化。图2示出了分色棱镜2的原理。如图2所示，分色棱镜2可以透射近红外波段的红外成像光线21并反射可见光波段的静脉投影光线22。分光棱镜3采用PBS棱镜，又称为偏振分光棱镜。图3示出了 PBS棱镜的原理。如图3所示，入射光31的光轴平行于平面时，垂直于平面振动的S偏振光分量32被反射，平行于平面振动的P偏振光分量33直接透射。 投影显示器件4采用LCOS (硅基液晶)面板，为反射式光调制器件，可以在反射照明光束时对其进行光学调制，从而产生带灰度的图像，LCOS面板表面贴有λ/4波片。图4示出了 PBS棱镜3和LCOS面板4组合的光路。如图4所示，当S偏振光被LCOS面板4反射后再次进入PBS棱镜3时，两次经过λ /4波片41使其相位延迟λ /2，偏振状态发生改变，成为P偏振光，直接向上透射而出。光学补偿棱镜5用于补偿因投影成像光路中加入PBS棱镜3所产生的投影成像光路与红外成像光路间的光程差。光学补偿棱镜5所用光学材料与PBS棱镜3相同，其光线通过长度与LCOS面板4反射的成像光束经过PBS棱镜3时的光线通过长度相等。红外成像器件6用于实时接收红外静脉图像并产生静脉图像视频信号，静脉图像视频信号用于驱动投影显示器件4对投影成像光束进行调制，生成静脉图像。红外成像器件6可以是高感光度CMOS或CCD。为了消除杂光的影响，红外成像器件6表面配有滤光片，该滤光片只允许红外光源工作波段内的近红外光线通过。照明镜组7包括复数片光学透镜，其作用是将可见光光源8发出的光汇聚准直后投射到LCOS面板4上。照明镜组7还包括一片光学偏振片，用于生成S偏振光。可见光光源8用于提供静脉投影定位的成像光束，可以是单个可见光光源，也可以是复数个可见光光源，可以是单色LED光源，也可以是白光光源加滤色镜组成的光源。可见光光源8工作波段本文档来自技高网...
【技术保护点】
一体化的静脉血管寻找投影装置，其特征在于：包括分色棱镜(2)、可见光光源(8)和照明镜组(7)(7’)，所述分色棱镜的第一侧设置成像镜头(1)，所述分色棱镜的第二侧由近至远依次设置光学补偿棱镜(5)(5’)和红外成像器件(6)，所述分色棱镜的第三侧由近至远依次设置分光棱镜(3)(3’)和投影显示器件(4)(4’)，所述可见光光源和照明镜组设置在所述分光棱镜的一侧，所述红外成像器件与所述投影显示器件连接；可见光光源发出的光依次经所述照明镜组汇聚准直、所述分光棱镜反射后投射到所述投影显示器件上，所述红外成像器件通过所述光学补偿棱镜、分色棱镜和成像镜头获取静脉血管的红外图像信息，生成图像信号，驱动所述投影显示器件对投射到其的可见光进行调制，调制后的光束依次经过所述分光棱镜、分色棱镜和成像镜头，将静脉血管的图像成像至皮肤表面该静脉血管位置处。
【技术特征摘要】
1.一体化的静脉血管寻找投影装置，其特征在于包括分色棱镜(2)、可见光光源(8)和照明镜组(7) (7’)，所述分色棱镜的第一侧设置成像镜头(I)，所述分色棱镜的第二侧由近至远依次设置光学补偿棱镜(5) (5，)和红外成像器件￠)，所述分色棱镜的第三侧由近至远依次设置分光棱镜(3) (3’ )和投影显示器件(4) (4’)，所述可见光光源和照明镜组设置在所述分光棱镜的一侧，所述红外成像器件与所述投影显示器件连接；可见光光源发出的光依次经所述照明镜组汇聚准直、所述分光棱镜反射后投射到所述投影显示器件上，所述红外成像器件通过所述光学补偿棱镜、分色棱镜和成像镜头获取静脉血管的红外图像信息，生成图像信号，驱动所述投影显示器件对投射到其的可见光进行调制，调制后的光束依次经过所述分光棱镜、分色棱镜和成像镜头，将静脉血管的图像成像至皮肤表面该静脉血管位置处。2.根据权利要求1所述的一体化的静脉血管寻找投影装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：周倩，彭诚，倪凯，许武，李阳，许明飞，田瑞，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：
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